高中化学必修二化学反应速率和限PPT学习教案

1、会计学1高中化学必修二化学反应速率和限高中化学必修二化学反应速率和限化学反应有快有慢：化学反应有快有慢：第1页/共50页HClNaOHNaClH2O千分之一秒即完成千分之一秒即完成H2Cl22HCl 百分之一秒即完成百分之一秒即完成救心丹救心丹几分钟见效几分钟见效钢铁腐蚀钢铁腐蚀若干年若干年煤、石油等化煤、石油等化石燃料的形成石燃料的形成几千万年以上几千万年以上第2页/共50页1、定义、定义： 化学反应速率用化学反应速率用单位时间单位时间（如每秒，每（如每秒，每分，每小时）内反应物分，每小时）内反应物浓度的减小浓度的减小或生成物或生成物浓度的增大浓度的增大来表示。来表示。2 2、计算式、计算式

2、: :CCCVtt 反反应应前前反反应应后后 (物质的量浓度物质的量浓度)3、单位、单位： mol/(Ls)或或molL-1s-1第3页/共50页【课堂练习课堂练习】1下列关于化学反应速率的下列关于化学反应速率的说法中，正确的是（说法中，正确的是（ ）A化学反应速率是化学反应进行快慢程度化学反应速率是化学反应进行快慢程度的物理量的物理量B化学反应速率通常用单位时间内生成或化学反应速率通常用单位时间内生成或消耗某物质的质量的多少来表示消耗某物质的质量的多少来表示C在反应过程中，反应物浓度逐渐变小，在反应过程中，反应物浓度逐渐变小，所以用反应物表示的化学反应的速率为负值所以用反应物表示的化学反应的

3、速率为负值D化学反应速率越大，则单位时间内生成化学反应速率越大，则单位时间内生成物的产量就越大物的产量就越大A第4页/共50页【课堂练习课堂练习】 2、在、在 N2 + 3H2 2 NH3反应中，自反应中，自开始至秒，氨的浓度由变为开始至秒，氨的浓度由变为0. 6 mol/L，则以氨气表示的化学反应速率是多少？则以氨气表示的化学反应速率是多少？= 0.3mol/(Ls)v (NH3) =c (NH3) t=(0. 6 0 )mol/L2s第5页/共50页【思考思考】反应速率是瞬时速率还是平均速率？反应速率是瞬时速率还是平均速率？（4）化学反应速率的特点：）化学反应速率的特点：在同一个反应中，可

4、以用反应物或生成物来表在同一个反应中，可以用反应物或生成物来表示反应速率。示反应速率。化学反应速率是一段时间内的化学反应速率是一段时间内的 速率，且均为速率，且均为 值。值。化学反应速率适用于化学反应速率适用于 和和 。注意：对于固体和纯液体的浓度可视为常数，故注意：对于固体和纯液体的浓度可视为常数，故一般不用纯液体或固体来表示化学反应速率。一般不用纯液体或固体来表示化学反应速率。平平均均正正溶溶液液气气体体第6页/共50页【课堂练习课堂练习3】在在2L密闭容器中，某气体反应密闭容器中，某气体反应物在物在2s内由内由8mol变为变为7.2mol，用此反应物表，用此反应物表示该反应的平均反应速率

5、为（示该反应的平均反应速率为（ ）A. 0.4 mol（Ls）1 B. 0.3 mol（Ls）1 C. 0.2 mol（Ls）1 D. 0.1 mol（Ls）1 C第7页/共50页【课堂练习课堂练习4 】 已知反应：已知反应：2SO2O2 2SO3在在1L的密闭容器中进的密闭容器中进行，行，1分钟后，测得分钟后，测得SO3的物质的量增加了的物质的量增加了0.6 mol，求，求SO3、SO2、O2的平均反应速的平均反应速率及速率之比。率及速率之比。【思考思考】同一化学反应中，可以用反应同一化学反应中，可以用反应物或生成物来表示反应速率，用不同的物或生成物来表示反应速率，用不同的物质表示其反应速率

6、时，数值相同吗？物质表示其反应速率时，数值相同吗？意义相同吗？意义相同吗？第8页/共50页（4）化学反应速率的特点：）化学反应速率的特点： 对于同一化学反应，在相同的反应时间内，对于同一化学反应，在相同的反应时间内，用不同的物质来表示其反应速率，其数值可能用不同的物质来表示其反应速率，其数值可能 ，但这些不同的数值表示的都是，但这些不同的数值表示的都是 同一个同一个反应的速率。反应的速率。 因此，表示化学反应的速率时，必须指明因此，表示化学反应的速率时，必须指明是用哪种物质表示的反应速率。是用哪种物质表示的反应速率。不同不同速率之比速率之比= 之比之比= 之比之比= 之比。之比。物质的量变化物

7、质的量变化系数系数浓度变化量浓度变化量第9页/共50页【练习练习】反应反应4NH3+5O2 4NO+6H2O 在在5升的密闭容器中进行，升的密闭容器中进行，30秒后，秒后，NO 的物的物质的量增加了质的量增加了0.3mol，此反应的平均反应速，此反应的平均反应速率用率用NO来表示为多少？来表示为多少？ 若用若用O2的浓度变化来表示此反应速率是的浓度变化来表示此反应速率是多少？多少？ 若用若用NH3 来表示呢来表示呢?v(NO)=0.002mol/（Ls）v(O2)=0.0025mol/（Ls）v(NH3)=0.002mol/（Ls）第10页/共50页在一定条件下，在一定条件下，mA+nB=pC

8、mA+nB=pC的反应中，的反应中，各物质的化学反应速率为各物质的化学反应速率为V(A)=amolV(A)=amolL L-1-1s s-1-1, , V(B)=a/2mol V(B)=a/2molL L-1-1s s-1-1, , V(C)=amol V(C)=amolL L-1-1s s-1-1, , 则该反应的化学方程式是则该反应的化学方程式是 。2A+B=2C第11页/共50页【能力提升能力提升】则该反应速率的快慢顺序为则该反应速率的快慢顺序为:反应反应 A + 3B = 2C + 2D A + 3B = 2C + 2D 在四种不同条在四种不同条件下的反应速率为：件下的反应速率为：(1

9、)(A)=0.3mol/(Ls )(2) (B)=0.6mol/(Lmin)(3) (C)=0.4mol/(Ls)(4) (D)=0.45mol/(Ls)(1)(4)(3)(2)反思反思:比较反应的快慢比较反应的快慢,应取同一参照物应取同一参照物且单位要一致。且单位要一致。第12页/共50页二、影响化学反应速率的因素二、影响化学反应速率的因素 （1）内因是主要因素）内因是主要因素化学反应速率是由反应物的性质决定的。化学反应速率是由反应物的性质决定的。 C第13页/共50页（2 2）外部因素对化学反应速率的影响）外部因素对化学反应速率的影响第14页/共50页实验实验26现象现象结论结论加入加入M

10、nO2加入加入FeCl3不加其他试不加其他试剂剂气泡冒出速率增大气泡冒出速率增大气泡冒出速率增大气泡冒出速率增大有气泡冒出，较慢有气泡冒出，较慢MnO2能加快能加快反应速率反应速率FeCl3能加快能加快反应速率反应速率无催化剂无催化剂反应较慢反应较慢（2 2）外部因素）外部因素: :第15页/共50页（2 2）外部因素）外部因素: :实验实验25现象现象结论结论热水中热水中常温常温冷水中冷水中产生气泡速率增大，产生气泡速率增大，带火星火柴带火星火柴 复燃复燃升高温度，升高温度，反应速率增大反应速率增大有气泡冒出有气泡冒出产生气泡速率减小产生气泡速率减小降低温度，降低温度，反应速率减小反应速率减

11、小2H2O2 = 2H2O +O2第16页/共50页（1 1）温度对化学反应速率的影响）温度对化学反应速率的影响第17页/共50页至遭破坏，这种现象叫催化剂中毒。至遭破坏，这种现象叫催化剂中毒。n催化剂只有在一定的温度下才能最催化剂只有在一定的温度下才能最大限度的显示其催化作用，不同的大限度的显示其催化作用，不同的催化剂对温度的要求不一样。催化剂对温度的要求不一样。（2 2）催化剂对化学反应速率的影响）催化剂对化学反应速率的影响第18页/共50页（3 3）浓度对化学反应速率的影响）浓度对化学反应速率的影响（4）压强：对于气体参加的反应，增大压强）压强：对于气体参加的反应，增大压强（通过缩小容器

12、的体积实现），化学反应速率（通过缩小容器的体积实现），化学反应速率 。 对于气体参加的反应来说，增大压强，可对于气体参加的反应来说，增大压强，可以使单位体积内气体的物质的量增大，以使单位体积内气体的物质的量增大，实际上实际上相当于增大了气体反应物的浓度。相当于增大了气体反应物的浓度。 注意：浓度是对溶液和气体而言。改变纯注意：浓度是对溶液和气体而言。改变纯固体或纯液体的量，反应速率几乎不变。固体或纯液体的量，反应速率几乎不变。加快加快第19页/共50页a.反应物的状态：一般来说，配成溶液反应物的状态：一般来说，配成溶液或反应物是气体，都能增大反应物之或反应物是气体，都能增大反应物之间的接触机会

13、，有利于加快反应速率间的接触机会，有利于加快反应速率。b.固体表面积：一般来说，颗粒越小固体表面积：一般来说，颗粒越小，与其他物质接触面积越大，反应速，与其他物质接触面积越大，反应速率越快。率越快。c.光、超声波、磁场等也会影响某些反光、超声波、磁场等也会影响某些反应速率。应速率。第20页/共50页练习：练习： 1 1、在、在2L2L的密闭容器中，发生下列的密闭容器中，发生下列反应：反应： 3A(g)+ B(g)=2C(g)+D(g)3A(g)+ B(g)=2C(g)+D(g)。若最。若最初加入的初加入的A A 和和B B 都是都是4mol4mol，在前，在前10s A 10s A 的的平均反

14、平均反应应速率为速率为0.12mol/(L0.12mol/(Ls)s)，则，则10s10s时时，容器中，容器中B B的物质的量为的物质的量为 。 3.2mol第21页/共50页 2. 2.某温度时在某温度时在2L2L容器中容器中X X、Y Y、Z Z三种物质的物质三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。由图中数据分析的量随时间的变化曲线如图所示。由图中数据分析：1 1、反应开始、反应开始2min2min内的内的X X、Y Y、Z Z的化学反应速率的化学反应速率2 2、该反应的化学方程式为：、该反应的化学方程式为：_。第22页/共50页第23页/共50页 4.为了研究碳酸钙与稀盐酸反应的反应

15、速率，一位同学通为了研究碳酸钙与稀盐酸反应的反应速率，一位同学通过实验测定反应中生成的过实验测定反应中生成的CO2气体气体体积随反应时间体积随反应时间变化的情况变化的情况，绘制如图曲线。请分析讨论以下问题。，绘制如图曲线。请分析讨论以下问题。（1）在）在0t1、t1t2、t2t3各相同各相同的时间段里的时间段里,反应速率最大的是反应速率最大的是_时间段，收集到气体最时间段，收集到气体最多的是多的是_时间段。时间段。（2）试分析三个时间段里，反应速率）试分析三个时间段里，反应速率不同的可能原因不同的可能原因(该反应是放热反应该反应是放热反应)。（3 3）在）在t t4 4后，为什么收集到的气体的

16、体积不再增加？后，为什么收集到的气体的体积不再增加？ 开始时开始时C(H+)大大,该反应的反应速该反应的反应速率大率大; t1t2由于反应放热温度升高由于反应放热温度升高,所以速率迅速增大所以速率迅速增大;最后是因为最后是因为C(H+)减小了，反应速率减慢减小了，反应速率减慢.第24页/共50页 练习练习5 5：在：在2525时，向时，向100mL100mL含含HCl 14.6gHCl 14.6g的的盐酸中，放入盐酸中，放入5.6g5.6g铁粉，反应进行到铁粉，反应进行到2s2s时收时收集到氢气集到氢气1.12L(1.12L(标况标况) )，之后反应又进行了，之后反应又进行了4s4s，铁粉全溶

17、解。若不考虑体积变化，则：，铁粉全溶解。若不考虑体积变化，则：(1)(1)前前2s2s内用内用FeClFeCl2 2表示的平均反应速率为表示的平均反应速率为 ；(2)(2)后后4s4s内用内用HClHCl表示的平均反应速率为表示的平均反应速率为 ；(3)(3)前前2s2s与后与后4s4s比较，反应速率比较，反应速率 较快，其原因可能较快，其原因可能 。0.25mol/Ls0.25mol/Ls前前2s前前2s时段盐酸浓度比后时段盐酸浓度比后4s时段大时段大第25页/共50页第26页/共50页 我们知道在化学反应中，反应物之间是按照化学方程式中的系数比进行反应的，那么，在实际反应中，反应物能否按相

18、应的计量关系完全转化为生成物呢？ 氯水是氯气的水溶液，氯气能与水反应，而且这是氯水是氯气的水溶液，氯气能与水反应，而且这是一个一个可逆反应可逆反应。第27页/共50页H2 + I2 2HI 正反应正反应逆反应逆反应什么叫做可逆反应？什么叫做可逆反应？ 在在同一条件同一条件下下, ,既向正反应方向进行既向正反应方向进行, ,同时又向逆反应方向进行的反应同时又向逆反应方向进行的反应. .典型的可逆反应有典型的可逆反应有:N2+3H2 2NH3催化剂催化剂高温高压高温高压2SO2+O2 2SO3催化剂催化剂高高温温 SO2 +H2O H2SO3NH3 +H2O NH3 H2O启示启示:化学反应是有限

19、度的，有些能进行地较彻化学反应是有限度的，有些能进行地较彻底，有些反应是不彻底的，甚至是可逆的。底，有些反应是不彻底的，甚至是可逆的。第28页/共50页N2 + H2 NH3 在一固定容积的密闭容器里，加在一固定容积的密闭容器里，加1molN1molN2 2和和3mol 3mol ( (合适催化剂合适催化剂) )，能发生什么反应？能发生什么反应？（1）开始时）开始时c(N2) 、c(H2)大，大， c(NH3) =0开始阶段有什么特征？开始阶段有什么特征？只有正反应，只有正反应，v(逆逆)=0催化剂催化剂N2 + 3 H2 2NH3高温高温第29页/共50页N2 + H2 NH3（2）瞬间后）

20、瞬间后c(N2) 、c(H2 )变小变小 , c(NH3)0瞬间过后有什么特征？瞬间过后有什么特征？正逆反应都进行，正逆反应都进行，v(逆逆) 0，v(正正) v(逆逆) （3）c(N2) 、c(H2)逐渐变小，逐渐变小，c(NH3)逐渐增大，逐渐增大， 三种物质的浓度达到一个三种物质的浓度达到一个特定值特定值。一定时间段内有什么特征？一定时间段内有什么特征？v(正正)= v(逆逆) 0N2 + H2 NH3第30页/共50页 由于由于v(正正)= v(逆逆) 0，虽然正、逆反应都在，虽然正、逆反应都在进行，但各种物质的百分含量、浓度都不会进行，但各种物质的百分含量、浓度都不会发生变化发生变化

21、. 从外表上看，反应好象从外表上看，反应好象“停止停止”。 可逆反应的这种特殊状态就是我们今可逆反应的这种特殊状态就是我们今天要研究的天要研究的化学平衡状态化学平衡状态。第31页/共50页反应速率反应速率v(正正)v(逆逆)t1时间（时间（t）0(1)0t1：v(正正)v(逆逆)(2)t1： v(正正)=v(逆逆)平衡状态平衡状态N2+3H2 2NH3催化剂催化剂高温高压高温高压交流与讨论交流与讨论第32页/共50页1、定义、定义 在在一定条件一定条件下的下的可逆反应可逆反应中，当中，当正反应速正反应速率和逆反应速率相等率和逆反应速率相等，反应混合物中各组分，反应混合物中各组分的的浓度保持不变

22、浓度保持不变的状态。的状态。前提（适用范围）前提（适用范围）：可逆反应可逆反应内在本质内在本质：v(正正)= v(逆逆) 0外在标志：反应混合物中各组分外在标志：反应混合物中各组分 的浓度保持不变的浓度保持不变二、化学平衡状态二、化学平衡状态第33页/共50页2、化学平衡状态的特征、化学平衡状态的特征( () )动：动态平衡动：动态平衡（v v( (正正)= )= v v( (逆逆) ) 00）(2)(2)等：等：v(v(正正)= v()= v(逆逆) ) ( () )定：反应混合物中各组分的浓度保持定：反应混合物中各组分的浓度保持定，各组分的含量保持不变。定，各组分的含量保持不变。( ()

23、)变：条件改变，原平衡被破坏，在变：条件改变，原平衡被破坏，在新新的条件下建立新的平衡。的条件下建立新的平衡。( () )逆逆第34页/共50页此条件下进行到什么时候达到了这个此条件下进行到什么时候达到了这个反应的限度反应的限度?此时的反应是否此时的反应是否停止停止了？了？此时为何此时为何3种物质的浓度种物质的浓度保持不变保持不变? 某温度和压强下的密闭容器中某温度和压强下的密闭容器中,2SO2+O2 2SO3催化剂催化剂 时间时间 （min)物质的量物质的量浓度浓度(mol/L)010203040506070SO210.70.50.350.20.10.10.1O20.50.350.250.1

24、80.10.050.050.05SO300.30.50.650.80.90.90.9第35页/共50页D D对于可逆反应对于可逆反应M MN QN Q达到平衡状态时，达到平衡状态时，下列说法正确的是（下列说法正确的是（ ） A. MA. M、N N、Q Q三种物质的浓度一定相等三种物质的浓度一定相等B. MB. M、N N全部变成了全部变成了Q QC. MC. M、N N、Q Q的浓度都保持不变的浓度都保持不变D. D. 反应已经停止反应已经停止C第36页/共50页下列说法可以证明反应下列说法可以证明反应N2+3H2 2NH3 已达平衡状态的是已达平衡状态的是 ( )A.1个个NN键断裂的同时

25、键断裂的同时,有有3个个HH键形成键形成B.1个个NN键断裂的同时键断裂的同时,有有3个个HH键断裂键断裂C.1个个NN键断裂的同时键断裂的同时,有有6个个NH键断裂键断裂D.1个个NN键断裂的同时键断裂的同时,有有6个个NH键形成键形成A、C 随堂练习随堂练习第37页/共50页在一定温度下在一定温度下,可逆反应可逆反应A(g)+3B(g) 2C(g)达到平衡的标志是（）达到平衡的标志是（）A.A的生成速率与的生成速率与C分解的速率相等分解的速率相等 B.单位时间内生成单位时间内生成nmolA,同时生同时生3nmolBC.A、B、C的浓度不再变化的浓度不再变化 D.A、B、C的分子数比为的分子

26、数比为1:3:2C14CO2 + C CO，达到化学平衡后，达到化学平衡后，平衡混合物中含平衡混合物中含14C的粒子有的粒子有 。14CO2、14C、14CO第38页/共50页对于可逆反应对于可逆反应m A(g) n B(g) + p C(g) 在一在一定条件下达到平衡状态有以下几个标志定条件下达到平衡状态有以下几个标志(1)A的生成速率和分解速率相等的生成速率和分解速率相等(2)单位时间生成单位时间生成n mol B和和p mol C的同时，生成的同时，生成m mol A（3）A、B、C的物质的量不再改变的物质的量不再改变（4）A、B、C的浓度不再改变的浓度不再改变（5）A、B、C的百分含量

27、不再改变的百分含量不再改变第39页/共50页第40页/共50页化学平衡计算的一般步骤化学平衡计算的一般步骤: “三步曲三步曲”1.写出有关平衡的化学方程式写出有关平衡的化学方程式2.找出各物质的找出各物质的 起始量起始量 转化量转化量 平衡量平衡量3 根据已知条件列式根据已知条件列式反应物的转化率反应物的转化率第41页/共50页 c / (a+b-c) 100%第42页/共50页定义：定义：可逆反应中，旧化学平衡的破坏，新化学可逆反应中，旧化学平衡的破坏，新化学平衡建立过程叫做化学平衡的移动。平衡建立过程叫做化学平衡的移动。V正正V逆逆V正正=V逆逆0条件改变条件改变 平衡平衡1 1 不平衡不平衡 平衡平衡2 2建立新平衡建立新平衡破坏旧平衡破坏旧平衡V正正=V逆逆0一定时间一定时间 影响化